ПРИКЛАД 8 страница

Метод відтавання ґрунту за допомогою вертикальних електродів (рис. 11.6) більш ефективний і може застосовуватися при глибині промерзання понад 0,8 м. При цьому поширення тепла й напрямок відтавання ґрунту можуть бути зверху вниз або знизу нагору, як це показано на рисунку стрілками пунктирними лініями, що визначає характер електровідігріву, порядок установки електродів й їхні розміри. У першому випадку електроди з арматурної сталі діаметром не більше 14 мм забивають у ґрунт із відстанню 40–70 см, не доводячи їхні кінці до границі мерзлого ґрунту на 10–15 см. Довжина електродів при цьому повинна бути гранично необхідною, без зайвих запасів, що створює економію матеріалу й полегшує роботу з їхнього занурення. Нижній кінець електрода загострюють, а до верхнього, котрий повинен виступати над поверхнею не більше ніж на 20–25 см, приварюють провід для підключення електрода до електромережі. Щоб спочатку замкнути електричний ланцюг і почати процес відтавання, поверхню ґрунту між електродами покривають шаром тирси, змоченої сольовим розчином. Надалі, коли верхні шари відталого ґрунту поступово включаються в роботу, тирса виконує роль утеплювача, зменшуючи тепловтрати ґрунту в навколишнє середовище.

Рис. 11.6.Відтаювання мерзлого ґрунту з допомогою вертикальних
електродів: а) при відтаванні зони зверху вниз; б) те ж саме, знизу вверх;
1 — шар тирси; 2 — електроди; 3 — електропроводи; 4 — мерзлий ґрунт;
5 — талий ґрунт; 6 — сніг

При напрямку відтавання знизу нагору електроди діаметром 20–22 мм забивають у шаховому порядку на відстані 0,5–0,7 м один від одного через усю товщину мерзлого ґрунту в поталий ґрунт не менш ніж на 10–12 см. У цьому випадку ланцюг електричного струму в початковий момент розморожування замикається через поталий ґрунт, що нагрівається, й своїм теплом розігріває розміщені вище шари. Останні аналогічним чином діють на шари мерзлого ґрунту, які лежать вище, збільшуючи зону відтавання. Цей спосіб має явні переваги перед першим, тому що повністю виключає витрати на розміщення шару тирси і видалення снігу з ділянки відтавання й знижує втрати тепла в атмосферу практично до нуля. Крім того, відігрів ґрунту можна припинити, не доводячи зону відтавання ґрунту на 15–20 см до поверхні, тому що, по-перше, цей ґрунт може відтанути за рахунок тепла, накопиченого в нижніх шарах, по-друге, що існують екскаватори, що здатні розробляти мерзлу кірку товщиною до 40 см (при ємності ковша екскаватора 0,5 м³ і більше). Все це зменшує витрату електроенергії в 2–2,5 рази в порівнянні з іншими способами.

Електроди в мерзлий ґрунт можна забивати за допомогою відбійного молотка із трохи видозміненим робочим органом. Для цього до палі з попередньо обрізаною загостреною частиною приварюється круглий ударник діаметром 75 мм із товстої листової сталі або паля обрізується по саму підставу, а електрод заводиться в патрон відбійного молотка до зіткнення з палею в зоні утримуючої букси.

Для електровідігріву ґрунту можуть застосовуватися також різного роду електронагрівники й нагрівальні прилади (електроголки, електротермогенератори, ТЕНи, електрощити, дзеркальні печі, електротепляки й т.п.). У цей час все більшого поширення набувають коаксіальні нагрівачі й електротермогенератори.

Рис. 11.7. Схема коаксіального електронагріву: 1 — труба діаметром 25 мм; 2 — азбест; 3 — контакти; 4 — сухий пісок з рідким склом; 5 — труба діаметром 13 мм; 6 — зварені кінці труб

Коаксіальний електронагрівач (рис.11.7.) складається з двох сталевих труб діаметром 13 і 25 мм, поміщених одна в одну послідовно. З одного боку кінці труб наглухо заварюють за допомогою ущільнювального кільця, з іншого — обладнують клемами для приєднання до джерела живлення трансформатора типу УПБ-60 або ТМО-50, що застосовуються у більшості випадків для електронагріву бетонної суміші. Зазор між трубами заповнюють кварцовим або річковим добре прожареним піском і заливають рідким склом. Щоб уникнути витоку піску зверху, зазор щільно герметизують за допомогою шнурового азбесту, змоченого рідким склом. Нагрівачі встановлюють у спеціально пробурені в шаховому порядку отвори із кроком 1 м при відстані між рядами 1,5 м. Труби рівномірно нагріваються по всій довжині до температури 80–90°С, у результаті чого процес відтавання ґрунту відбувається в радіально-горизонтальному напрямку. Витрата електроенергії на 1 м³ мерзлого ґрунту становить 5–8 кВт • год.

*21 Кизима В. Технологія виконання та проектування земляних робіт в будівництві

Термоелектрогенератор за своєю конструкцією й принципом дії мало чим відрізняється від коаксіального електронагрівника. Він складається з двох труб діаметром 25 мм і завдовжки 977 мм кожна, які послідовно надягають на трубу меншого діаметра (13 мм) завдовжки 2 м. Кінці труб зварюють між собою за допомогою ущільнювальних кілець. Клеми, що служать для приєднання проводів від джерела живлення, приварюють у середній частині термогенератора до кінців зовнішньої труби. Внутрішній зазор між трубами заповнюється прожареним піском і заливається рідким склом. Герметизуючий ущільнювач улаштовується в незварних кінцях зовнішніх труб й стримує пісок від висипання під час перенесення й установки термогенераторів. Останні розкладають по поверхні розігрітого ґрунту на відстані 1–1,2 м один від одного й засипають шаром тирси товщиною 15–20 см з укриттям всієї площі ділянки брезентом або толлю. Протягом 5 год ґрунт відтає на глибину до 0,8 м. Кількість термогенераторів залежить від величини ділянки для одноразового відігрівання, а також температури зовнішнього повітря й теплоізоляційних властивостей утеплювача.

Електрощити, відбиваючі печі, тепляки й інші електронагрівальні прилади обладнаються електроспіралями, які вставляються в утеплений короб, призначений для втримання тепла в просторі між своїми стінками. Спіралі виготовляють із фехралевого, ніхромового, нікелевого або сталевого дроту. Прилади на ділянці відігрівання розташовують впритул один до одного і якнайщільніше до поверхні ґрунту. Для зменшення втрат тепла в навколишнє середовище й зниження витрати електроенергії вкладені прилади рекомендується засипати шаром сухих шлаків завтовшки 15–20 см.

Більші площі мерзлого ґрунту можна розігрівати також за допомогою сонячної енергії, використовуючи для цього поліхлорвінілову плівку, що здатна затримувати в ґрунті майже все сонячне тепло й у той же час у кілька разів зменшувати випар, полімерна плівка зварюється за допомогою паяльної лампи у вітрильні полотнища безпосередньо в польових умовах і розстеляється по поверхні ґрунту. Для додання твердості плівку рекомендується армувати склопластиком.

11.5.2. Спушення мерзлого ґрунту вибуховим методом

Буровибуховий спосіб підготовки мерзлого ґрунту до розробки — найбільш продуктивний і широко використовуваний, але в той же час досить дорогий. Він застосовується при більших обсягах робіт і глибині промерзання понад 0,8 м на майданчиках, значно віддалених від житлових будинків, промислових будівель й інженерних споруд. Метод виконання підривних робіт вибирається залежно від глибини промерзання ґрунту, його міцності, необхідного ступеня дроблення (за умови екскавації й подальшого застосування ґрунту), а також від близькості будинків і споруджень. При цьому кількість шпурів, їхнє розташування й величина зарядів визначаються розрахунком у проекті виконання робіт й уточнюються пробними вибухами.

При буровибуховому методі ґрунт розпушують методами шпурових або камерних зарядів. Шпур являє собою неглибокий круглий отвір діаметром 25–75 мм, що влаштовується в ґрунті за допомогою спеціальних машин й установок. Шпури, що мають діаметр більше 75 мм, називаються свердловинами. Вони влаштовуються в тому випадку, коли за правилами розміщення й через значний обсяг застосовувана вибухова речовина не вміщається в свердловині. У цьому ж випадку можуть улаштовуватися й так названі котлові свердловини або свердловини, які відрізняються від звичайних тим, що у своїй нижній частині мають розширення, утворене шляхом вибухів спущених на дно зарядів. Метод шпурових зарядів застосовується при глибині промерзання ґрунту до 2 м. При цьому глибина свердловин приймається рівною 0,7–0,9 товщини мерзлого шару ґрунту.

Метод камерних зарядів полягає в тому, що в розроблюваному ґрунті влаштовують горизонтальні, вертикальні або злегка похилі виробітки й галереї, у яких розміщують зосереджені заряди. Ґрунти при глибині промерзання від 2 до 3 м розпушують методом малокамерних зарядів, що закладають у горизонтальні рукави перетином не більше 25×25 см. При необхідності розпушування на глибину більше 3 м застосовують метод мінних камерних зарядів (із пристроєм мінних галерей або штолень).

Свердловини й шпари бурять, як правило, верстатами обертально-шнекового буравлення, серед яких найбільше поширення мають БТС-60, БСН-110-25 і БС-110-25. При невеликій глибині промерзання ґрунту й малих діаметрах шпурів (до 40 мм) останні можуть улаштовуватися за допомогою електричних або пневматичних свердел типу СПР-11. При більших обсягах робіт доцільно бурити причіпним тришпиндельним верстатом на базі трактора ДТ-54 продуктивністю до 360 свердловин за зміну.

Свердловини розташовують у шаховому порядку, паралельно утвореному забою. Останній виходить після вибуху ґрунту на викид за допомогою врубових шпурів, розташованих під кутом 60–70° до зовнішньої поверхні. Далі спушують ґрунт за допомогою вертикальних відбійних свердловин. Відстань між рядами свердловин не повинна бути більшою 0,6 висоти забою. Заряди кожного ряду підривають одночасно електричним способом або за допомогою шнура, що детонує. Розпушують ґрунт звичайно подовженими зарядами вибухової речовини, що вставляються в свердловину на 2/3 висоти з наступним забиванням ґрунту. Відстань між шпурами в ряду залежить від діаметра шпурів, твердості ґрунту й ступеня необхідного дроблення й приймається не більше дворазової відстані між рядами.

Залежно від глибини розробки ґрунту й потужності бурильних установок розпушування ведуть в один або кілька горизонтів (ярусів). При майданчиках більшої площі розробки ґрунту ділянку розбивають на кілька захваток й організують роботу так, щоб екскаватори й інші навантажувальні машини, а також транспортні засоби, застосовувані при вивозі маси розробленої вибуховим методом, мали повнозмінне завантаження. При цьому земляні роботи повинні вестися в єдиному ритмі й строгому узгодженні з наступними роботами (влаштуванням фундаментів, утепленням основ і т.п.), щоб не допустити промерзання ґрунту в котловані.

Для розроблення мерзлих ґрунтів вибуховим методом застосовують аммоніти з № 6 по № 10, динаміт, тротил, тол, пікринову кислоту й інші вибухові речовини. При підривних роботах треба комбіновано застосовувати й дешеві вибухові речовини різної потужності, які найбільше відповідають властивостям ґрунтів і бажаній меті вибуху, а також мінімальні витрати, що забезпечують мінімальні затрати праці, енергії, матеріалів і сприяють найкращій якості робіт.

Вибухом називають надзвичайно швидке хімічне перетворення речовини, що супроводжується виділенням енергії, утворенням стиснених газів та ударної хвилі.

Для здійснення вибуху потрібно мати вибухові речовини, засоби підривання та технічні засоби утворення зарядних камер та облаштування їх зарядом і забивкою.

Вибухові речовини (ВР) — це хімічні або механічні суміші, здатні під впливом зовнішньої дії змінювати свій стан з великою швидкістю. У будівництві використовують три типи вибухових речовин: ініціювальні, бризантні та метальні.

а) Ініціювальні ВР легко вибухають під дією відносно невеликих механічних (удар, прокол) або теплових (вогонь, іскра, тертя) впливів. Ці речовини — гримуча ртуть, тринітрорезорцинат свинцю (ТНРС), азид свинцю, тетрил — застосовують для оснащення капсулів-детонаторів та капсулів-запальників.

б) У бризантних, або дроблячих, речовинах вибухове перетворення здійснюється у формі детонації під впливом хвилі від вибуху ініцію­вальних речовин. Швидкість детонації (поширення вибухового пере­творення) досягає у них 7000–8500 м/с. Найчастіше у будівництві використовують такі бризантні вибухові речовини: аміачно-селітрові (амоніти), нітрогліцеринові (динаміти) та нітропохідні ароматичного ряду (тротили). Їм властиві порівняно незначна чутливість до удару і достатня безпека при застосуванні.

в) Метальні. ВР мають відносно низьку швидкість вибухового перетворення (300–400 м/с). До цього класу належить димний та бездимний порох.

Спушування мерзлих ґрунтів вибухами при глибині промерзання понад 1–1,3 м більш доцільне і ефективне в порівнянні з механічним спушенням. Але застосування його в межі населених пунктів пов’язане з цілим рядом труднощів.

Для зменшення сейсмічного ефекту вибуху, усунення розльоту шматків мерзлого ґрунту й для поліпшення його дроблення застосовується короткоуповільнений вибух і огороджують щілини. Для захисту споруд і людей від осколків використовуються укриття різних конструкцій. Новинками є локалізатор вибуху і укриття капроновими мережами.

Шпури і свердловини в мерзлих ґрунтах бурять перфораторами, електросвердлами, верстатами і машинами шнекового типу, а також термічним способом. Найпрогресивнішим буровим устаткуванням є автоматизовані бурові верстати тришпиндельні конструкції СКБ Мосстрой, модернізовані бурові агрегати УГБ-50А і СБУДМ-150 ЗІВ, а також верстати ШПА-2.

Термічний спосіб буріння оснований на термодинамічній дії газового струменя на верхній шар ґрунту, що призводить до його руйнування і винесення продуктів руйнування на поверхню зворотним потоком газів. У результаті утворюється свердловина, в неї опускають термобур, який заглиблює свердловину до необхідної глибини. Найбільша глибина буріння визначається довжиною штанги термобура.

Термічний спосіб буріння набуває широкого поширення. У будівництві знайшла велике застосування безкиснева установка з термобуром РТБ-В2.

11.5.3. Традиційні способи провадження вибухових робіт

Залежно від глибини промерзання ґрунту вибухові роботи можна проводити методами шпурових зарядів (рис. 11.9), зарядів свердловин, котельних зарядів (рис. 11.10).

Метод шпурових зарядів застосовується при глибині промерзання ґрунтів 1,2–1,5 м в основному при розробці траншей, невеликих котлованів і виїмок при планувальних роботах, а також в обмежених умовах. Глибина промерзання на будівельному майданчику визначається мерзлотометрами Даніліна або Ратомського.

Заряди ВР розміщуються в шпурах діаметром до 75 мм і завглибшки 0,95 глибини промерзання ґрунту. Відстані між шпурами в ряду і між рядами шпурів приймаються від 0,8 до 1,4 лінії найменшого опору залежно від вибуховості ґрунту і призначення вибуху. Шпури розташовують у шаховому порядку. Забиваються шпури піском або буровим відсівом не менш ніж на 1/3 їх довжини.

Свердловинний метод спушення мерзлих ґрунтів ефективно використовується при глибині промерзання ґрунтів більше 1,8 м (рис.11.8) при розробці ґрунту в траншеях, котлованах і дорожніх виїмках великих розрізів і на вскришних роботах. Заряди ВР розміщують у свердловинах діаметром від 75 до 120 мм.

Свердловини бурять на глибину 0,85–0,9 глибини промерзання ґрунту. В залежності від глибини і характеру промерзання ґрунту і необхідного ступеня його розпушення конструкція заряду може бути видовжена або розподілена. Використання видовжених зарядів рекомендується при товщині мерзлого шару 2,5 м, розподілених зарядів — більше 2,5 м.

Шпури слід заповнювати вибуховою речовиною не більш ніж на 1/2 їх глибини, а свердловини — не більше ніж на 1/3. Після закладки ВР шпур засипають 10–15-сантиметровим шаром піску або дрібного сухого ґрунту без ущільнення. Верхню частину шпура забивають буровим відсівом. Конструкція шпурових зарядів представлена на рис. 11.11.

Метод щілистих зарядів може застосовуватися при розробці траншей і котлованів. Перевага щілистого заряду перед шпуровим і свердловинним полягає в механізації отворів щілин, в зручності заряджання щілин подовженими (щілистими) зарядами ВР, в утворенні рівних укосів і кріплення траншей (у зв’язку з чим не потребується їх додаткова зачистка), в зниженні об’єму земляних робіт.

Метод щілистих зарядів може застосовуватися при розробці траншей і котлованів. Перевага щілистого заряду перед шпуровим і свердловинним полягає в механізації отворів щілин, в зручності заряджання щілин подовженими (щілистими) зарядами ВР, в утворенні рівних укосів і кріплення траншей (у зв’язку з чим не потребується їх додаткова зачистка), в зниженні об’єму земляних робіт.

Метод спушування мерзлих ґрунтів щілистими зарядами ВР полягає у тому, що за допомогою дискофрезерної або барової машини на відстані 0,54–2,25 м один від одного нарізаються парні щілини завглибшки 0,6–2,5 м залежно від глибини промерзання ґрунту. Одна з щілин є зарядною, інша — компенсуючою.

У результаті вибуху заряду ґрунт, розташований між зарядною і компенсуючою щілинами, дробиться з одночасним зсувом у бік компенсуючої щілини. Компенсуюча щілина створює додаткову голу площину, що полегшує роботу заряду і дозволяє після вибуху одержати в мерзлих ґрунтах траншеї і котловани з вертикальними стінками, що відповідають проектному профілю.

У випадку розробки котлованів щілини нарізаються по всьому котловану із заряджанням через одну щілину. Щілини повинні бути нарізані перпендикулярно об’єкту, що охороняється, бо ґрунт при вибуху розлітається в обидві сторони від зарядної щілини.

При глибині нарізування щілин в котловані порядку 1,0 м можливе також укладання зарядів у всіх щілинах, включаючи компенсуючі, з розташуванням розосереджених зарядів в парних щілинах в шаховому порядку. Питома витрата ВР при щілинистому способі вибухових робіт складає 0,5–1,0 кг/м³.

Ґрунт при влаштуванні траншей розпушується наступним способом. У мерзлих ґрунтах баровими машинами з робочим органом врубових установок (БС-100, РМЦ-2 та ін.) на глибину промерзання нарізаються паралельні щілини. У основі однієї з парних щілин (зарядної) укладається видовжений або розподілений заряд ВР, що складається з амоніту і детонуючого шнура (ДШ), і притискається до стінки. Зарядна щілина заздалегідь очищається від ґрунтового відсіву, що потрапили в неї.

На підставі достовірних і експериментальних даних відстань між щілинами можна приймати а = 0,9–1,3h, де h — глибина промерзання ґрунту. При ширині траншеї більше 1,5 м нарізуються три-чотири щілини із заряджанням ВР в середній щілині або через одну щілину.

	Рис. 11.8. Мерзлотометр Ратомського: а — загальний вид; б — поздовжній переріз; в — деталь металічної трубки мерзлотометра; 1 — трубка; 2 — фенол-пластмасова обсадна трубка; 3 — дерев’яний стержень; 4 — шурупи; 5 — металічний ковпачок; 6 — гвинт з кільцем; 7 — металічна обойма дерев’яного стержня; 8 — стальне конусоподібне дно обсадної трубки; 9 — дерев’яна трубка; 10 — металічна обойма; 11 — шпилька; 12 — промазка менделеєвською мастикою
	Рис. 11.9. Схема розташування шпурів (свердловин) при розпушуванні ґрунтів при двох оголених поверхнях: 1 — мерзлий ґрунт; 2 — шпур; 3 — висота розробки; 4 — відстань між шпурами; 5 — відстань між рядами шпурів
	Рис. 11.10. Котловий заряд
	Рис. 11.11. Конструкція шпурових зарядів: а – заряд з порошкоподібними ВР; б – заряд з патронованими ВР; 1 – отвір; 2 – вогнепровідний або детонуючий шнур; 3 – заряд ВР в патронах; 4 – патрон-бойовик; 5 – заряд ВР в порошку; 6 – капсуль-детонатор

 

Відстань між щілинами при спушенні ґрунту в котлованах складає 0,9–1,3 h при заряджанні через одну щілину і 2–2,5 h при заряджанні всіх щілин з розміщенням розосереджених зарядів в шаховому порядку (суміщена схема).

Як забійний матеріал використовується пісок, що засипається в зарядну щілину бульдозером. Під час вибуху заряду відбувається дроблення мерзлого ґрунту, розташованого між щілинами. Після екскавації розпушеного вибухом ґрунту утворюються вертикальні непошкоджені стінки траншеї і рівне дно.

При спушуванні мерзлих ґрунтів щілистими зарядами глибина нарізування щілин повинна складати 0,9–0,95 глибини мерзлого шару.

11.6. Механічне розпушування ґрунту

Залежно від способу впливу на мерзлий ґрунт механічне розпушування можна розділити на три основні групи:

· руйнування ударними навантаженнями;

· статичне розпушування;

· різання ґрунту.

Для руйнування ґрунту ударними навантаженнями застосовують копри й екскаватори зі спеціальним устаткуванням — клином або клин-бабою. Останні виготовляють вагою не більше 3 т і підвішують за допомогою сталевого троса до стріли машини (рис. 11.12) чи до несучих опор копра. Клин-баба застосовується для розпушування ґрунту дробленням із глибиною промерзання не більше 0,5 м. Клин-баба має грушоподібну форму й при падінні не тільки дробить, але й сколює ґрунт; використовується при глибині промер­зання ґрунту до 0,7 м. Кількість ударів по одному місцю залежить від ваги й висоти підйому вантажу, а також глибини промерзання й властивостей ґрунту.

Вага кулі або клин-баби призначається відповідно до марки екскаватора. Так, для екскаваторів з ємністю ковша 0,5–0,65 м³ вага вантажу не повинна перевищувати 2–2,2 т, для кубових екскаваторів — відповідно 3 т. Варто пам’ятати, що в результаті більших динамічних навантажень, що виникають при підйомі й скиданні вантажу, швидко зношуються механізм і несучі вузли екскаватора, а також значно збільшується зношування сталевого троса. Іншими недоліками цього методу є: порівняно низька продуктивність (5–8 м³/год), велика витрата металу на виготовлення кулі або клин-баби, використання екскаватора не за своїм прямим призначенням, а також неприпустимість роботи поблизу будинків і споруд.

До механізмів ударної дії відносяться також дизель-молот С-222 (рис. 11.13), який застосовується для розпушування ґрунту при глибині промерзання до 1,3 м, або триклиновий мерзлорозпушувач Т-2750, клин-молот, змонтований на тракторі С-100, віброклин на базі трактора Т-150, а також екскаватор Э-652 з ковшем активної дії, обладнаним трьома пневмомолотами-зубцями, які встановлені в передній стінці корпуса ковша. Зазначений екскаватор одночасно й спушує, і розробляє ґрунт, інші механізми — тільки спушують.

Рис. 11.12.Спушування мерзлого ґрунту клин-бабою

Рис. 11.13.Спушувач мерзлого ґрунту за допомогою дизель-молота

Статичне розпушування — це пошарове руйнування мерзлого ґрунту за допомогою начіпних мерзлоторозпушувачів, змонтованих на тракторах з потужністю двигуна від 100 до 500 к. с. (Т-180, ДЭТ-25р, АТ-Т й ін.). Розпушувач, що є основним робочим органом машини, зварюється з листової вуглецевої сталі Ст.3СП завтовшки від 20 до 30 мм і може мати від одного до трьох зубів (стійок з наконечниками). Зуби виготовляються з конструктивної легованої сталі Ст. 40ХН зі змінними коронками. Для навішення розпушувача до литого корпуса бортових фрикціонів трактора приварюють вушка з листової сталі.

З метою використання гідроприводу бульдозера в систему керування додатково включається золотниковий перемикач гідросистеми, призначений для перемикань подачі масла від гідросистеми бульдозера до спушувача. Перемикач встановлюється перед двигуном й управляється гідравлічно за допомогою крана, що змонтований у кабіні трактора. Як правило, спушувачі мають паралелограмний тип (схему навішення) робочого органа, що забезпечує рівномірний розподіл навантаження на зуби в будь-якому робочому положенні й постійний кут заглиблення наконечника.

Сферою застосування машин статичного спушування є розпушування ґрунту сезонного промерзання «під корку», тобто при глибині немерзлого шару до 0,7 м, коли коронка зуба рухається по поталому ґрунту. Таке розпушування набуває широкого застосування при виробництві дорожніх і планувальних робіт у першій третині зими, коли ґрунт ще не промерз на повну глибину. При значній глибині примерзання ґрунту розпушування здійснюється пошарово. При цьому товщина кожного шару не повинна бути більше 0,4–0,5 м. Для розробки бульдозером у мерзлому ґрунті попередньо за допомогою одностійкового спушувача нарізають поздовжні борозни на відстані 0,5–1 м одна від одної.

Рис. 11.14.Схеми розроблення ґрунту в зимових умовах різноманітними комплектами машин: а) із попереднім рихленням; б) те ж – врубовим механізмом; в) те ж – двобаровою машиною; г) те ж – вибуховим методом;
д) те ж – клин-бабою; е) розроблення ґрунту екскаватором, обладнаним ковшем активної дії: 1 – екскаватор, 2 – автосамоскид, 3 – рихлювач мерзлого ґрунту, 4 – врубовий механізм, 5 – двошарова машина,
6 – буровий станок, 7 – клин-баба на екскаваторі, 8 – ківш активної дії,
9 – пересувний компресор

Мерзлу кірку ґрунту на глибину до 0,5 м можна знімати й спушувати також за допомогою двох сталевих зубів, що приварюють до торцевих сторін відвала бульдозера (рис. 11.15) через регулювальні коробки. Останні мають три отвори для болтів, просвердлених із кроком 100 мм, що дозволяє регулювати заглиблення зубів і змінювати нахил відвалу.

Розпушування мерзлого ґрунту шляхом різання полягає у виконанні в ньому вузьких щілин (завширшки 140–300 мм) за допомогою спеціального начіпного устаткування, що монтується на тракторах С-80 або С-100, а також на траншейних екскаваторах типу ЕТУ-353, ЕТН-124, ЕТН-171 й ін. (11.14 в). Робочим органом цих машин є бари або фрези, обладнані спеціальними різцями з високоміцної сталі. Найменування машин (землерийно-фрезерна, дискофрезерна, барова й т.п.) походить від назви їхнього робочого органу. За допомогою зазначеного навісного устаткування мерзлий ґрунт розрізується на окремі блоки або в ньому влаштовуються поздовжні прорізи, після чого ґрунт порівняно легко розробляється екскаватором або бульдозером.

Основним недоліком цих машин є швидке зношування ріжучих різців (зубів) через високу абразивність мерзлих ґрунтів і сторонніх включень, що попадаються (камені, металобрухт і т.п.), що знижує їх продуктивність і зменшує строк експлуатації. При цьому устаткування барами траншейних екскаваторів є, у свою чергу, перевагою, тому що забезпечує їх річною роботою. Це дає можливість виконати додатковий обсяг земляних робіт.

На рис. 11.16 і 11.17 показані відповідно фрезерна й барова машини.

До групи ріжучих машин відносяться також багатоківшеві ланцюгові й роторні екскаватори ЕТУ-353, ЕТУ-351, ЕР-5, ЕР-7А, ЕТР-221 й інші, які передбачені для розробки мерзлих ґрунтів. Зазначені машини призначені для риття траншей під трубопроводи, кабелі й стрічкові фундаменти в однорідних ґрунтах сезонного промерзання І–V категорії.

У табл. 11.5 і 11.6 наводяться технічні характеристики деяких машин, використовуваних для розробки й різання мерзлого ґрунту.

Крім розглянутих способів, при невеликих обсягах робіт розпушувати ґрунт можна за допомогою пневматичного або електрифікованого інструмента. Це можуть бути лопатиломи ЗИ-4 і ЗИ-6, відбійні молотки ОМ-5, ОМА-5 й ОМСП-5, що працюють від компресорів ЗИФ-55 або ДК-9 під тиском до 5,5 кг/см² і з витратою повітря 1 м³/хв, а також електрифіковані відбійні молотки КНШ-2 і КНШ-3 з живлячою напругою 110 В і потужністю мотора 0,25 кВт.

В останні роки почали широко застосовувати змінне навісне обладнання (екскаваторні розпушувачі мерзлого ґрунту однобічної та двобічної дії). Ці гідравлічні механізми захоплювально-кліщового типу статичної дії, які вперше в практиці виконання земляних робіт дали змогу сумістити операції розпушування мерзлого ґрунту зі звичайною екскавацією.

Відсутність ударно-динамічного впливу на ґрунт дало можливість використати екскаватори з навісним обладнанням у різних умовах, у тому числі стиснених (поблизу діючих підземних комунікацій і т. ін.). Крім того, це навісне обладнання можна застосовувати для руйнування бетонних конструкцій та асфальтових шляхових покриттів, виконання вантажно-розвантажувальних робіт тощо.